Проверили сте да ли су делови произведени према спецификацијама. Сада се побрините да предузмете кораке да заштитите ове делове у окружењу које ваши купци очекују. #base
Пасивација остаје важан корак у максимизирању отпорности на корозију делова и склопова обрађених од нерђајућег челика. Ово може направити разлику између задовољавајућих перформанси и превременог квара. Неправилна пасивација може изазвати корозију.
Пасивација је техника након израде која максимизира инхерентну отпорност на корозију легура нерђајућег челика од којих је направљен радни предмет. Ово није уклањање каменца или фарбање.
Не постоји консензус о тачном механизму којим пасивација функционише. Али се поуздано зна да на површини пасивираног нерђајућег челика постоји заштитни оксидни филм. За овај невидљиви филм се каже да је изузетно танак, дебљине мање од 0,0000001 инча, што је око 1/100.000 дебљине људске длаке!
Чист, свеже обрађен, полиран или декапиран део од нерђајућег челика ће аутоматски добити овај оксидни филм због излагања атмосферском кисеонику. Под идеалним условима, овај заштитни оксидни слој потпуно покрива све површине дела.
Међутим, у пракси, загађивачи попут фабричке прљавштине или честица гвожђа из алата за сечење могу доспети на површину делова од нерђајућег челика током обраде. Ако се не уклоне, ова страна тела могу смањити ефикасност оригиналног заштитног филма.
Током обраде, трагови слободног гвожђа могу се уклонити са алата и пренети на површину радног предмета од нерђајућег челика. У неким случајевима, на делу се може појавити танак слој рђе. У ствари, ово је корозија алатног челика, а не основног метала. Понекад пукотине од уграђених челичних честица из алата за резање или њихових производа корозије могу нагризати сам део.
Слично томе, мале честице прљавштине од црне металуршке производње могу се залепити за површину дела. Иако метал може изгледати сјајно у свом завршном стању, након излагања ваздуху, невидљиве честице слободног гвожђа могу изазвати површинску рђу.
Изложени сулфиди такође могу бити проблем. Производе се додавањем сумпора нерђајућем челику ради побољшања обрадивости. Сулфиди повећавају способност легуре да формира струготину током обраде, која се може потпуно уклонити са алата за резање. Ако делови нису правилно пасивирани, сулфиди могу постати почетна тачка за површинску корозију индустријских производа.
У оба случаја, пасивација је потребна да би се максимизирала природна отпорност нерђајућег челика на корозију. Она уклања површинске загађиваче као што су честице гвожђа и честице гвожђа у алатима за сечење које могу да формирају рђу или постану почетна тачка за корозију. Пасивација такође уклања сулфиде који се налазе на површини легура нерђајућег челика резаних отвореним методом.
Двостепени поступак пружа најбољу отпорност на корозију: 1. Чишћење, главни поступак, али понекад занемарен 2. Киселинско купатило или пасивација.
Чишћење увек треба да буде приоритет. Површине морају бити темељно очишћене од масти, расхладне течности или других остатака како би се осигурала оптимална отпорност на корозију. Остаци обраде или друга фабричка прљавштина могу се нежно обрисати са дела. Комерцијална средства за одмашћивање или чишћење могу се користити за уклањање процесних уља или расхладних течности. Стране материје попут термичких оксида можда ће бити потребно уклонити методама као што су брушење или кисељење.
Понекад оператер машине може прескочити основно чишћење, погрешно верујући да ће се чишћење и пасивација догодити истовремено, једноставним потапањем намазаног дела у киселу купку. То се неће десити. Насупрот томе, контаминирана маст реагује са киселином и формира мехуриће ваздуха. Ови мехурићи се сакупљају на површини радног предмета и ометају пасивацију.
Још горе, контаминација раствора за пасивацију, који понекад садрже високе концентрације хлорида, може изазвати „бљесак“. За разлику од стварања жељеног оксидног филма са сјајном, чистом, површином отпорном на корозију, брзо нагризање може довести до јаког нагризања или поцрњења површине – погоршања површине које је пасивација осмишљена да оптимизује.
Делови од мартензитног нерђајућег челика [магнетни, умерено отпорни на корозију, граница течења до око 280 хиљада psi (1930 MPa)] се каље на високим температурама, а затим отпуштају да би се добила жељена тврдоћа и механичка својства. Легуре очврснуте таложењем (које имају бољу чврстоћу и отпорност на корозију од мартензитних врста) могу се третирати раствором, делимично обрађивати машински, старити на нижим температурама, а затим завршно обрађивати.
У овом случају, део мора бити темељно очишћен одмашћивачем или средством за чишћење пре термичке обраде како би се уклонили сви трагови течности за резање. У супротном, расхладна течност која остаје на делу може изазвати прекомерну оксидацију. Ово стање може проузроковати стварање удубљења на мањим деловима након уклањања каменца киселином или абразивним методама. Ако се расхладна течност остави на сјајним очврслим деловима, као што је у вакуумској пећи или у заштитној атмосфери, може доћи до површинске карбуризације, што резултира губитком отпорности на корозију.
Након темељног чишћења, делови од нерђајућег челика могу се потопити у купку са пасивирајућом киселином. Може се користити било која од три методе – пасивација азотном киселином, пасивација азотном киселином са натријум дихроматом и пасивација лимунском киселином. Која метода ће се користити зависи од врсте нерђајућег челика и наведених критеријума прихватања.
Никл-хром отпорнији на корозију могу се пасивирати у кади са 20% (v/v) азотном киселином (слика 1). Као што је приказано у табели, мање отпорни нерђајући челици могу се пасивирати додавањем натријум-дихромата у каду са азотном киселином како би раствор био оксидативнији и способнији за формирање пасивирајућег филма на површини метала. Друга опција за замену азотне киселине натријум-хроматом је повећање концентрације азотне киселине на 50% по запремини. И додатак натријум-дихромата и већа концентрација азотне киселине смањују вероватноћу нежељеног прегревања.
Поступак пасивације за обрадиве нерђајуће челике (такође приказан на слици 1) се мало разликује од поступка за необрадиве врсте нерђајућег челика. То је зато што се током пасивације у азотној киселини уклањају неки или сви обрадиви сулфиди који садрже сумпор, стварајући микроскопске нехомогености на површини радног предмета.
Чак и нормално ефикасно прање водом може оставити резидуалну киселину у овим дисконтинуитетима након пасивације. Ова киселина ће напасти површину дела ако се не неутралише или уклони.
За ефикасну пасивацију лако обрадивог нерђајућег челика, Карпентер је развио AAA (Алкално-Кисело-Алкални) процес, који неутралише преосталу киселину. Овај метод пасивације може се завршити за мање од 2 сата. Ево поступка корак по корак:
Након одмашћивања, потопите делове у 5% раствор натријум хидроксида на температури од 71°C до 82°C током 30 минута. Затим темељно исперите делове водом. Затим потопите део на 30 минута у 20% (v/v) раствор азотне киселине који садржи 22 g/l натријум дихромата на температури од 49°C до 60°C. ) Након вађења дела из купке, исперите га водом, а затим га потопите у раствор натријум хидроксида на 30 минута. Поново исперите део водом и осушите, чиме се завршава AAA метода.
Пасивација лимунском киселином постаје све популарнија код произвођача који желе да избегну употребу минералних киселина или раствора који садрже натријум дихромат, као и проблеме са одлагањем и повећане безбедносне проблеме повезане са њиховом употребом. Лимунска киселина се сматра еколошки прихватљивом у сваком погледу.
Иако пасивација лимунском киселином нуди атрактивне еколошке предности, продавнице које су имале успеха са пасивацијом неорганском киселином и немају безбедносних проблема можда желе да остану на том путу. Ако ови корисници имају чисту радионицу, опрема је у добром стању и чиста, расхладна течност је без фабричких наслага гвожђа и процес даје добре резултате, можда неће бити стварне потребе за променом.
Пасивација у купки са лимунском киселином показала се корисном за широк спектар нерђајућих челика, укључујући неколико појединачних врста нерђајућег челика, као што је приказано на слици 2. Ради лакшег приказа, слика 2.1 приказује традиционални метод пасивације азотном киселином. Треба напоменути да су старе формулације азотне киселине изражене као проценти по запремини, док су нове концентрације лимунске киселине изражене као проценти по маси. Важно је напоменути да је приликом извођења ових поступака пажљив баланс времена намакања, температуре купке и концентрације кључан како би се избегло горе описано „трептање“.
Пасивација варира у зависности од садржаја хрома и карактеристика обраде сваке сорте. Обратите пажњу на колоне за Процес 1 или Процес 2. Као што је приказано на слици 3, Процес 1 има мање корака од Процеса 2.
Лабораторијски тестови су показали да је процес пасивације лимунском киселином склонији „кључању“ него процес азотном киселином. Фактори који доприносе овом нападу укључују превисоку температуру купатила, предуго време намакања и контаминацију купатила. Производи на бази лимунске киселине који садрже инхибиторе корозије и друге адитиве као што су средства за квашење су комерцијално доступни и наводи се да смањују подложност „брзој корозији“.
Коначан избор методе пасивације зависиће од критеријума прихватања које је поставио купац. Видети ASTM A967 за детаље. Може му се приступити на www.astm.org.
Тестови се често спроводе како би се проценила површина пасивираних делова. Питање на које треба одговорити је „Да ли пасивација уклања слободно гвожђе и оптимизује отпорност легура на корозију за аутоматско сечење?“
Важно је да метода испитивања одговара класи која се процењује. Тестови који су превише строги неће проћи апсолутно добре материјале, док ће тестови који су превише слаби проћи незадовољавајуће делове.
PH и лако обрадиви нерђајући челици серије 400 најбоље се процењују у комори која може да одржи 100% влажности (узорак влажан) током 24 сата на 35°C. Попречни пресек је често најкритичнија површина, посебно за класе које се лако обрађују. Један од разлога за то је што се сулфид вуче у машинском смеру преко ове површине.
Критичне површине треба да буду постављене нагоре, али под углом од 15 до 20 степени од вертикале, како би се омогућио губитак влаге. Правилно пасивизиран материјал ће тешко рђати, мада се на њему могу појавити мале мрље.
Аустенитне врсте нерђајућег челика могу се проценити и испитивањем влаге. У овом тесту, капи воде треба да буду присутне на површини узорка, што указује на слободно гвожђе присуством рђе.
Поступци пасивације за уобичајено коришћене аутоматске и ручне нерђајуће челике у растворима лимунске или азотне киселине захтевају различите процесе. На слици 3 испод приказани су детаљи о избору процеса.
(а) Подесите pH вредност натријум хидроксидом. (б) Видите сл. 3(ц) Na2Cr2O7 је 22 г/л натријум дихромата у 20% азотној киселини. Алтернатива овој смеши је 50% азотна киселина без натријум дихромата.
Бржи приступ је коришћење стандарда ASTM A380, Стандардна пракса за чишћење, уклањање каменца и пасивацију делова, опреме и система од нерђајућег челика. Тест укључује брисање дела раствором бакар сулфата/сумпорне киселине, држање влажним 6 минута и посматрање бакарног премаза. Алтернативно, део се може потопити у раствор на 6 минута. Ако се гвожђе раствори, долази до бакарног премаза. Овај тест се не примењује на површине делова за прераду хране. Такође, не треба га користити на мартензитним челицима серије 400 или феритним челицима са ниским садржајем хрома јер се могу јавити лажно позитивни резултати.
Историјски гледано, тест са 5% раствором соли на температури од 35°C (95°F) је такође коришћен за процену пасивираних узорака. Овај тест је превише строг за неке култиваре и генерално није потребан за потврду ефикасности пасивације.
Избегавајте употребу прекомерне количине хлорида, јер то може изазвати опасне погоршања. Користите само воду високог квалитета са мање од 50 делова на милион (ppm) хлорида кад год је то могуће. Вода из славине је обично довољна, а у неким случајевима може да издржи и до неколико стотина делова на милион хлорида.
Важно је редовно мењати каду како се не би изгубио потенцијал пасивације, што може довести до удара грома и оштећења делова. Када се мора одржавати на одговарајућој температури, јер неконтролисане температуре могу изазвати локализовану корозију.
Важно је пратити веома специфичан распоред замене раствора током великих производних серија како би се смањила могућност контаминације. Контролни узорак је коришћен за тестирање ефикасности купке. Ако је узорак био оштећен, време је да се купка замени.
Имајте на уму да неке машине производе само нерђајући челик; користите исто преферирано расхладно средство за сечење нерђајућег челика, искључујући све остале метале.
Делови DO сталака се обрађују одвојено како би се избегао контакт метала са металом. Ово је посебно важно за слободну обраду нерђајућег челика, јер су потребни лако текући раствори за пасивацију и испирање како би се дифузовали производи сулфидне корозије и спречило стварање киселих џепова.
Не пасивирајте делове од нерђајућег челика са цементиком или нитридом. Отпорност на корозију делова третираних на овај начин може се смањити до те мере да се могу оштетити у пасивационој кади.
Не користите алате од црних метала у радионицама које нису посебно чисте. Челичне струготине се могу избећи употребом карбидних или керамичких алата.
Имајте на уму да корозија може доћи у пасивационој кади ако део није правилно термички обрађен. Мартензитне врсте са високим садржајем угљеника и хрома морају бити очврснуте ради отпорности на корозију.
Пасивација се обично врши након накнадног отпуштања на температурама које одржавају отпорност на корозију.
Не занемарујте концентрацију азотне киселине у пасивационом купатилу. Периодично треба проверавати користећи једноставан поступак титрације који је предложио Карпентер. Не пасивирајте више од једног нерђајућег челика истовремено. Ово спречава скупу забуну и спречава галванске реакције.
О ауторима: Тери А. ДеБолд је специјалиста за истраживање и развој легура нерђајућег челика, а Џејмс В. Мартин је специјалиста за металургију шипки у компанији Carpenter Technology Corp.(Рединг, Пенсилванија).
Колико кошта? Колико ми је простора потребно? Са којим еколошким проблемима ћу се суочити? Колико је стрма крива учења? Шта је тачно анодирање? Испод су одговори на почетна питања мајстора о анодирању ентеријера.
Добијање конзистентних, висококвалитетних резултата процесом бесцентричног брушења захтева основно разумевање. Већина проблема са применом повезаних са бесцентричним брушењем настаје због недостатка разумевања основа. Овај чланак објашњава зашто бесцентрични процес функционише и како га најефикасније користити у вашој радионици.